使用過Oracle數(shù)據(jù)庫的人都知道，Oracle數(shù)據(jù)庫的運行速度與效率，在同類數(shù)據(jù)庫中是名列前茅的，特別是對大量數(shù)據(jù)進行訪問時，更加有出色的表現(xiàn)。那么，Oracle數(shù)據(jù)庫是靠什么實現(xiàn)的呢?筆者下面將通過一系列的文章，向大家展示Oracle數(shù)據(jù)庫提供高性能運算的秘密。

Oracle數(shù)據(jù)庫作為復雜運算的首選數(shù)據(jù)庫，其首先是通過所謂的數(shù)據(jù)高速緩存來實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的高速運算與操作的。

數(shù)據(jù)高速緩存跟操作系統(tǒng)的緩存類似，其存儲最近從數(shù)據(jù)文件中讀取的數(shù)據(jù)塊，其中的數(shù)據(jù)可以被所有的用戶所訪問。如當我們利用Select語句從數(shù)據(jù)庫中查詢員工信息的時候，其首先不是從數(shù)據(jù)文件中去查詢這個數(shù)據(jù)，而是從數(shù)據(jù)高速緩存中去查找，而沒有這個必要再去查詢磁盤中的數(shù)據(jù)文件了。只有在數(shù)據(jù)緩存中沒有這個數(shù)據(jù)的時候，數(shù)據(jù)庫才會從數(shù)據(jù)文件中去查詢。Oracle數(shù)據(jù)庫為什么要如此設(shè)計呢?這是由于數(shù)據(jù)庫在讀取數(shù)據(jù)的時候，讀取內(nèi)存的速度比讀取磁盤的速度要快很多倍，所以這種機制可以提高數(shù)據(jù)的整體訪問效率。

雖然其他數(shù)據(jù)庫也有這方面的設(shè)計，但是，相對來說，Oracle數(shù)據(jù)庫比其他數(shù)據(jù)庫，在這方面有更加出色的表現(xiàn)。難怪Oracle數(shù)據(jù)庫在內(nèi)存的要求上，比其他數(shù)據(jù)庫要高。若以稍微的代價犧牲一些內(nèi)存，而換取更高的數(shù)據(jù)訪問性能。筆者認為還是值得的。下面我們就來看看，Oracle數(shù)據(jù)庫在數(shù)據(jù)高速緩存上有哪些特殊的表現(xiàn)。

一、 空閑緩存塊

當我們重新啟動數(shù)據(jù)庫后，系統(tǒng)就會為數(shù)據(jù)庫分配一些空閑的緩存塊。空閑緩存塊中是沒有任何數(shù)據(jù)的，他在那邊默默的等著別寫入記錄。當Oracle 數(shù)據(jù)庫從數(shù)據(jù)文件中讀取數(shù)據(jù)后，數(shù)據(jù)庫就會尋找是否有空閑的緩存塊，以便將數(shù)據(jù)寫入其中。

一般來說，數(shù)據(jù)庫在啟動的時候，就會在內(nèi)存中預先分配這些緩存塊。所以，Oracle數(shù)據(jù)庫在啟動的時候，會占用比較多的內(nèi)存。但是，這可以免去在實際需要時向內(nèi)存申請的時間。所以，有時候Oracle數(shù)據(jù)庫雖然已啟動，內(nèi)存的占用率就很高，但是，其后續(xù)仍然可以正常運行的原因。而其他數(shù)據(jù)庫雖然剛啟動的時候內(nèi)存占用率不是很高，但是，但系統(tǒng)內(nèi)存到達80%以上時，在進行數(shù)據(jù)處理就會受到明顯的影響。

所以，當我們利用SELECT語句從數(shù)據(jù)庫文件中讀取文件的時候，數(shù)據(jù)庫首先會尋找是否有空閑的緩存。

二、命中緩存塊

當SELECT語句先從數(shù)據(jù)庫文件中讀取數(shù)據(jù)后，會把取得的數(shù)據(jù)放入到這個命中緩存塊中。也就是說，當我們利用查詢語句從數(shù)據(jù)庫查詢處員工信息后，這個信息就會被保存在高速緩存中。直道高速緩存消耗完畢等原因，這個空間才會被釋放。如此的話，下次用戶在查詢員工信息的時候，就不需要從數(shù)據(jù)庫文件中再次查詢相關(guān)信息，而直接從數(shù)據(jù)高速緩存中提取數(shù)據(jù)，從而提高數(shù)據(jù)庫的訪問效率。

另外要注意的一個問題是，命中緩存塊中的數(shù)據(jù)不會被寫入數(shù)據(jù)文件。確實，這個命中緩存塊中的數(shù)據(jù)沒有被更改，其當然也不會被寫入數(shù)據(jù)庫文件中。

三、臟緩存塊

當我們利用SELECT查詢語句把員工信息的數(shù)據(jù)查詢出來后，數(shù)據(jù)庫會把這個數(shù)據(jù)所存儲的空緩存塊做標記，表示該緩存塊已經(jīng)存有數(shù)據(jù)，使命中緩存塊。此時，我們?nèi)粼诶脭?shù)據(jù)更新語句UPDATE對其中某條記錄進行更新時，如要把張三的名字改為張四。運行UPDATE語句后，數(shù)據(jù)庫也首先從高速緩存中查找是否有這條記錄，若存在這條記錄的話，就直接更改這條記錄，并且把該緩存塊標記為贓緩存塊。如此的話，就可以保持數(shù)據(jù)的一致性。

也就是說，臟緩存塊存儲的是已經(jīng)被修改過的，但是還沒有寫入到數(shù)據(jù)庫文件的信息。當SQL的UPDATE等數(shù)據(jù)更新語句對某個緩存塊中的數(shù)據(jù)進行更改之后，這個命中緩存塊就會被數(shù)據(jù)庫標記為臟緩存塊。當滿足一定的條件時，這些臟緩存塊中的數(shù)據(jù)內(nèi)容會被寫入到數(shù)據(jù)庫文件中去，以便永久性的保留數(shù)據(jù)庫修改記錄。

當系統(tǒng)中沒有空閑緩存塊，而用戶又需要查詢數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)庫就查詢當前所有的臟緩存塊，把最先更改的臟緩存塊中的內(nèi)容先寫入數(shù)據(jù)庫文件中，以便釋放這個臟緩存塊。數(shù)據(jù)庫就又會把這個臟緩存塊標記為空閑緩存塊，以方便用戶下次存入數(shù)據(jù)。

那Oracle數(shù)據(jù)庫到底是通過什么手段，來控制空閑緩存塊、命中緩存塊、臟緩存塊之間的相互轉(zhuǎn)換的呢?說出來也許你不相信，Oracle數(shù)據(jù)庫就是通過兩張表，來管理這么復雜的功能。這兩張表分別是DIRTY列表與LRU列表。

其中LRU列表保存著所有空閑緩存塊、命中緩存塊已經(jīng)還沒有被移入到DIRTY列表中的臟緩存塊。當Oracle數(shù)據(jù)庫用戶在查詢數(shù)據(jù)的時候，可能會遇到如下情況：

1、當用戶查找員工信息時，數(shù)據(jù)庫首先在LRU列表中查詢是否有空閑緩存塊。其查詢的數(shù)據(jù)是從尾部開始查找。當查找有空閑的緩存塊時，數(shù)據(jù)庫就會把查到的數(shù)據(jù)寫入到這個空閑緩存中。

2、若數(shù)據(jù)庫在查詢的時候，首先查到的是臟緩存的話，則會把這個臟緩存移動到DIRTY列表中，然后再繼續(xù)查詢，直到查詢到合適的空閑緩存塊為止。

3、若數(shù)據(jù)庫在LRU列表中，從尾到頭查了一遍，沒有找到空閑緩存塊，或者雖然有空閑緩存塊，但是其容量不符合要求時，數(shù)據(jù)庫就會暫時結(jié)束這一次查找。然后，系統(tǒng)就會觸發(fā)數(shù)據(jù)庫寫進程，把DIRTY列表中的臟緩存塊寫入到數(shù)據(jù)庫中去。已經(jīng)被寫入到數(shù)據(jù)庫文件中去的臟緩存塊將又被數(shù)據(jù)庫標記為空閑緩存塊，并插入到LRU列表中。當數(shù)據(jù)庫執(zhí)行完畢這個動作之后，數(shù)據(jù)庫又會對LRU列表進行搜索，找到合適的數(shù)據(jù)高速空閑緩存之后，就會把讀取的數(shù)據(jù)寫入到這個空閑緩存中。所以，我們在利用數(shù)據(jù)庫的時候，會發(fā)現(xiàn)有時候讀取大量數(shù)據(jù)的時候，速度會比較慢。除了其他原因外，也有一部份原因是因為數(shù)據(jù)庫沒有查到足夠大的空閑緩存在存放這些數(shù)據(jù)，故只好寫進行讀寫操作，以釋放更多的臟緩存，然后再進行查詢操作。

知道了這些數(shù)據(jù)庫高速緩存工作原理之后，我們數(shù)據(jù)庫管理員又該做些什么呢，來對Oracle數(shù)據(jù)庫進行優(yōu)化。為此，筆者有以下建議：

1、為Oracle數(shù)據(jù)庫配置盡量大的內(nèi)存。Oracle數(shù)據(jù)庫最新版本，根據(jù)官方的建議，其內(nèi)存需要1G。雖然在低于這個內(nèi)存數(shù)量的時候，數(shù)據(jù)庫仍然可以運行，但是，其運行適度會大打折扣。當查詢大量數(shù)據(jù)的時候，更是比較吃力。筆者現(xiàn)在使用的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，是使用了4個G的內(nèi)存。以前我用的是2個G的。內(nèi)存升級后，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的性能得到了比較大的改善。

2、在對數(shù)據(jù)進行查詢操作時，盡量使用限制條件。如現(xiàn)在需要查詢銷售部門的員工信息時，我們不需要查詢?nèi)康膯T工信息，而是在SELECT語句中，利用WHERE條件語句設(shè)置查詢條件。如此的話，就可以充分利用DIRTY列表中的空閑緩存塊，而不會因為空閑緩存塊容量不夠而頻繁的去執(zhí)行數(shù)據(jù)庫寫操作。這會明顯降低數(shù)據(jù)庫的運行操作。同時，在查詢時，最好也能夠明確查詢的信息，如你只需要員工的姓名與入職日期，那就不需要把員工的出生年月、身份證號碼都查詢出來。所以，有時候合理設(shè)計視圖，也可以提高數(shù)據(jù)庫的運行效率。

3、最好不要在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上運行其他的服務(wù)。在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中，若還運行其它服務(wù)器的話，除了硬件資源爭奪影響服務(wù)器的運行效率之外，還會產(chǎn)生一個問題。就是會使得數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)高速緩存塊不連續(xù)。這會直接影響數(shù)據(jù)庫查詢空閑緩存塊的效率。對臟緩存塊進行數(shù)據(jù)庫寫入操作以及數(shù)據(jù)庫進行標記之間的轉(zhuǎn)換也會產(chǎn)生影響。所以，根據(jù)筆者的經(jīng)驗，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器最好能夠獨立。最多只能跟其對應的應用服務(wù)器部署在同一臺服務(wù)器上。如現(xiàn)在Oracle數(shù)據(jù)庫是一臺ERP系統(tǒng)的后臺數(shù)據(jù)庫，最好數(shù)據(jù)庫能夠跟ERP服務(wù)器分開部署。但是，若由于服務(wù)器資金的限制，那么可以把ERP應用服務(wù)器跟數(shù)據(jù)庫服務(wù)器部署在一臺服務(wù)器上。但是，不能再跟郵件服務(wù)器等應用服務(wù)器放在一起。這會影響數(shù)據(jù)高速緩存的管理效率，從而最終影響數(shù)據(jù)庫的運行效能。現(xiàn)在服務(wù)器價格逐漸下滑，服務(wù)器的成本已經(jīng)不是影響企業(yè)數(shù)據(jù)庫應用的關(guān)鍵。所以，出于數(shù)據(jù)庫性能考慮，筆者認為，企業(yè)在這上面還是應該大方的進行投資。沒必要為了這么一點點錢，影響到數(shù)據(jù)庫的性能。